高分子表面活性剂的分子设计.pdfVIP

　　　　　　　　　　　　　高 　　　分 　　　子 　　　通 　　　报 　　　　　　　　　　　　1997 年 6 月 ·90 · 高分子表面活性剂的分子设计 徐 　坚 ( 中国科学院化学研究所 高分子物理联合开放实验室 ,北京 ,100080) 　　提要 　简要讨论高分子表面活性剂的合成和表征方法 ,分析了在水溶液中两亲性聚合物分子 形态与表面活性的关系。单分子/ 多分子胶束的形成是导致聚合物表面活性变差的主要因素 ,提出 了高分子表面活性剂的分子设计原则,设计了多种在高分子量下将能够保持优良表面活性的高分 子表面活性剂分子结构模型。 　　关键词　高分子表面活性剂 ,单分子/ 多分子胶束 ,表面活性 1 　引言 系 ,试图为制备性能优良的高分子表面活性剂 　　高分子表面活性剂是一类在石油开采和涂 提供新的分子设计原则。 料工业中有巨大应用前景的聚合物材料 ,在仿 2 　合成和表征方法 生膜中亦有着广泛的应用。与低分子表面活性 　　高分子表面活性剂通常由亲油组分和亲水 剂相比 ,它的优点是溶液粘度高 ,成膜性好 ,其 组分所组成 。亲水部分使聚合物能够溶于水体 缺点是降低表面张力能力差 ,表面活性伴随着 系中 ,亲油部分能够覆盖在空气/ 水溶液表面或 分子量提高急剧下降。常用的高分子表面活性 油/ 水界面上 ,降低表面或界面张力。高分子表 ( 4 面活性剂的表面活性取决于在溶液中大分子的 剂 ,如聚乙烯醇 M W = 2 ～ 8 ×10 , 水解度 83. 9 %) 的表面张力只有 50mN/ m ( 1. 0 % , 形态 ,而分子形态又与聚合物的两亲性化学分 ) [1 ] 子结构、组成比以及大分子的分子量等因素密 25 ℃ ; 已工业化的聚氧化乙烯 - 氧化丙烯 嵌段共聚物表面活性最佳可达 33. 1mN/ m 切相关。用各种合成方法皆可制备两亲性聚合 (Pluronic 104 ,0. 1 %) [2 ] ,但其分子量仅 8. 1 × 物 ,但在控制其化学结构、组成和分子量方面 , 3 ( ) 仍需进行大量的研究工作。 10 。因此 ,合成高分子量 粘度 、高表面活性 的两亲性聚合物 ,成为近年来表面活性剂的主 2 . 1 　加成聚合 要研究课题之一。 在自由基或离子型引发剂存在下 , 由两亲 虽然聚合物的分子设计在 80 年代取得了 性单体均聚 ,或由亲油/ 亲水单体共聚 ,可以制 较大的进展 ,就高分子表面活性剂而言 , 由于结 得高分子表面活性剂 ,该方法简便易行 ,单体种 构与性能的关系知之甚少 ,涉及物理化学性质 类选择和组成变化范围广。例如[6 ,7 ] : 的大分子水溶液体系又异常复杂 , 因此溶液性 ( ) [3 ] 　徐 　坚 　博士 ,副研究员。1982 质的研究皆在非水体系 选择性有机溶剂 或分子量低于 1 ×104 的大分子表面活性剂水 年毕业于成都科技大学高分子专 溶液体系[4 ] , 高分子量、表面活性优良的高分 业 ,1985 年获高分子材料硕士学 子表面活性剂品种几乎空白。伊藤浩一[5 ] 曾 位。随后在北京化工学院任教 ,